DCS(新版与旧版DCS设计规范对比)

名称基础工程设计（初步设计）详细工程设计（施工图设计）系统技术规格及一般要求通信接口及通信网络要求系统维护与故障诊断DCS硬件配置（操作站）DCS硬件配置（控制站）工程师站DCS软件配置DCS报价要求技术评估DCS应用软件组态工厂验收现场验收DCS中央控制室供电，现场接线及接地设计要求《石油化工分散控制系统设计规范》 SH/T3092-1999主编单位：中国石化集团北京设计院发布时间：1999-09-22 实施时间：2000-01-011.拟定DCS监控方案：根据基础工程设计（初设）的工艺管道，及仪表流程图（PID），统计DCS的点数检测回路及复杂控制的要求，初步做出DCS的配置2.完成初步询价3.向有关专业提交初步设计资料：根据DCS的配置提出DCS中央控制室的面积，房间划分，以及向结构，暖通，电气，消防，电信，及概算专业提交初步设计资料，初步制定控制室设备平面图本阶段有关DCS的工作分为：1.技术谈判 2.工程设计 3.应用软件组态1.技术谈判阶段应完成： a.编制DCS系统配置条件，I/O点一览表； b.编制DCS询价书的技术部分c.进行DCS技术谈判，技术评估d.确认合同技术附件e.参与DCS工程设计条件会议2.工程设计阶段应该完成： a.复杂控制系统框图 b.顺序控制，逻辑控制，时序控制原理图c.系统配置图d.机柜硬件配置图e.控制室设备平面布置图f.各类机柜的布置及接线图g.辅助仪表，操作台布置及接线图h.室内仪表电缆，电线平面布置图 i.I/O卡件接线表或回路接线图j.供电系统图 k.接地系统图l.向有关专业提出详细设计技术条件（暖气，消防等）3.应用软件组态阶段应完成：a.系统配置组态 b.DCS监控数据库（包括数据输入调试及修改）c.工艺流程图画面d.顺序控制，逻辑控制时序控制，批量控制等的组态e.当前和历史数据记录分组f.报警分组，分级g.报表h.外围设备接口组态 i.历史数据库的组态 j.其他组态1.所选用DCS应是集成的，标准化的过程控制和生产管理系统，且必须是具有运行经验，成熟可靠的系统2.DCS系统的硬件，软件配置及其功能要求应与装置的规模和控制要求相适应3.控制器应满足过程控制要求，具备PID参数的自整定4.系统应具有存储功能，可将各种工艺参数，检测信号，操作过程，报警事件等按需要存入硬盘5.过程I/O接口应包含AI AO DI DO 串行和并行通信接口，常用可编程控制器接口6.控制器的中央处理器，通信，电源等主要部件必须要1：1配置冗余7.控制器中用于控制的多通道I/O卡应有冗余配置，控制回路的I/O点应有独立的A/D或D/A转换器8.操作站是监视控制生产过程的主要人机接口，应具备高可靠性9.操作站的所有外设接口应该是通用的（硬盘驱动器，软盘驱动器，显示器，通用键盘，鼠标，打印机10.操作站的操作系统应是通用的标准的11.操作站的硬件配置（略）12.操作站的软件操作环境应该：能对网络上的任一控制器数据进行存取，还应具备不同级别的操作权限13.操作站可运行组态软件或作为工程师站的终端14.操作站的数据处理应满足所有数据的记录需要，可由用户选定记录的参数采样时间15.操作站应具有完善的报警功能，对过程变量报警和系统故障报警应有明显区别1.DCS通信网络应符合IOS/IEEE的通信标准，具有开放系统的特点，通信速率应不低于1Mb/S,有长距离 通信能力（1KM）2.通信总线的负荷不应超过60%3.通信速度至少为1Mb/s4.通信距离应满足装置（或工厂）的实际要求5.DCS通信网络必须能与工厂管理网（如：TCP/IP）相连，系统应能与工厂管理网上的设备进行数据通6.通信总线（包括接口设备和电缆）必须1：1冗余配置7.通讯总线应符合国标标准 《工业通信网络现场总线国家标准》发布时间2010.11.16 标准号GB/Z2 ~.3-2010该规范是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准，囊括了 网，分布式自动化网络安全等当前自动化领域的热点，是实现装备制造业 进的重要技术之一。

8.网络设备应是对等通信方式，应能在线上网和下网，在线加入或摘除网络设备不影响其他正常工作 的设备运行9.对于大型装置和联合装置，可根据工厂管理的需要配置相应的网络接口10.DCS应具有链接常用可编程控制器（PLC）的通信接口11.可根据先进控制和优化控制软件的运行需要配置应用计算机1.系统的各种插卡应能在线带电插拔，更换2.冗余设备必须具备在线自诊断，故障报警，无差错切换等功能3.系统必须具有完善的硬件，软件故障诊断及自动记录故障报警功能，并能提示维护人员进行维护1.操作站的配置应符合： a.按操作区域来配置操作站 b.重要的工段或关键设备，配置专用操作站c.根据顺控或自动保护连锁的需要，按岗位，生产线，操作单元的复杂程度配置操作站或操作台2.操作站显示器的规格：宜选用对角线尺寸大于或等于47cm，分辨率高于1024*768*256色的（CRT）3.一个操作区至少配有2台带主机的操作站4.操作站配置的数量应符合： a.50控制回路以下可配置2台 b.50-100控制回路可配置2-3台c.100-150控制回路可配置3-4台d.150-250控制回里可配置4-7台e.250控制回路以上可根据需要配置5.操作站必须配有操作员键盘，根据需要可选配鼠标，球标，触屏6.操作站除配备必要的硬盘外，可根据需要配备软驱，光驱，磁带机7.操作站宜配备报警打印机和报表打印机各一台8.除某些重要报警参量或紧急停车系统需要专门设置报警灯之外，不宜在DCS之外设置闪光报警9.必要时可设置辅助操作台以安装记录仪，手操器，信号报警器以及联锁，紧急停车，机泵的控制开关1.各类I/O卡技术规格必须与现场信号源或负载匹配2.过程接口的冗余应符合：a.控制回路的多点输入输出卡应冗余配置 b.重要检测点的多点输入输出卡应3.过程接口的备用应符合：a.各类控制点，检测点的备用点数为实际设计点数的10%-15%b.输入输出卡件槽位的备用空间为10%-15%4.距中央控制室较远的检测点宜采用远程站5.过程接口关联设备的配置，应符合：a.根据信号源与DCS I/O卡件的链接需要设置转换器和隔离器b.凡信号来自或送至爆炸危险区域且按照防爆要求采用本安防爆技术时，应在I/O接口的现场侧设置c.凡开关量接口的负载不能满足负载的要求或需将开关量隔离时，应配置继电器d.变送器，安全栅，隔离器等的参数必须与DCS匹配6.控制单元功能应符合：a.控制单元应有常规控制功能和一般复杂控制功能b.控制单元应有PID调节参数的自整定功能c.控制单元负荷不宜小于50%，最高不应超过75%d.控制回路执行周期应根据控制对象确定e.控制单元的CPU，通信接口，及电源均应1：1配置7.数据采集单元：a.当DCS设有数据采集单元时，一般检测回路的输入信号应尽量接至数据采集单元b.数据采集单元的功能应满足常用的数据处理，报警，记录的需要c.相关参数应尽量在同一单元内d.检测点扫描周期应根据对象确定e.数据采集单元的CPU和通讯可1：1冗余配置1.工程师站应根据DCS系统配置的需要配置工程师站的数量2.全场规模，联合装置或大型装置的DCS应配置工程师站3.小规模装置可不设置专门的工程师站，可由操作站完成组态功能或与其它装置共用工程师站4.工程师站可配置激光打印机1.系统软件：a.DCS应配有标准化的通用的操作系统b.应根据需要配备通用的数据库管理软件，高级语言等工具软件c.应根据硬件设备的需要配备计算机接口和网络接口软件2.过程控制和操作软件：a.DCS必须配备完整的过程控制和检测软件b.DCS必须配备完整的生产操作和数据处理软件c.应根据需要配备批量控制软件d.应根据软件产品情况和控制需要配备控制站或操作员站所运行的软件3.组态软件：a.DCS必须配备完整的组态软件，主要有数据库组态，过程控制组态，流程图组态，数据记录组态，报b.根据软件产品情况和需要配备其它组态工具软件4.应用软件呢：a.根据需要配备电子表格，数据统计等软件b.根据需要配备电子历史数据记录c.根据需要配备其它应用软件5.软件版本：a.软件版本应为最新的，成熟的正式版b.在合同保证期及以后一年内，供货方应免费提供最新版本的系统软件，控制和操作软件，组态软件，及升级服1.供货方应对其报价做出全面的说明，包括DCS技术规格，功能，业绩等2.报价应提供DCS系统配置图及硬件清单，系统软件清单及功能描述3.报价中因分别列出各类硬件，软件，备品备件，技术服务，工程项目实施等各项内容的分类价格4.供货方应将其DCS的新技术，新版本，最佳配置方案作介绍和解释5.报价应明确说明所有不符合询价书要求的项目和代替方案6.报价应列出硬件，软件的选项7.报价应包括备品备件（一年使用量），专用工具及专用仪器清单8.报价应对系统的完整性做出保证1.DCS总体性能应满足询价书提出的各项要求，具体包括：a.系统功能b.硬件配置及功能c.软件配置及功能d.冗余容错及配置e.操作功能和组态环境2.DCS制造厂业绩，技术支持能力，售后服务等的评估3.性能/价格比的评估1.组态方式：DCS组态方式宜由设计单位和最终用户合作完成，供货方做技术支持和确认2.组态内容：接受和审查DCS供货方在条件会议和条件会议以后提供的DCS硬件清单，硬件系统配置图和置分配图3.参加DCS组态培训4.组态应在用户订购的DCS设备上进行，最终达到运行条件1.工厂验收（简称FAT）前必须具备下列条件：a.DCS在制造厂调试完毕并有测试报告b.由DCS制造厂根据合同那个技术附件，系统硬件配置，系统软件功能和有关标准等编制出厂验收2.工厂验收应由DCS制造厂和用户（包括最终用户和设计单位）共同完成3.工厂验收内容应符合下列要求：a.个设备，部件的型号，规格，数量，外观应符合要求b.软件的规格，数量，版本应符合要求c.功能测试（操作站标准功能，流程图画面，报警画面，打印制表等功能应符合要求）d.控制功能应符合设计要求e.系统信号处理精度测试（AI AO DI DO）等，抽样10%以上4.工厂验收不解除DCS供货商按合同规定应承担的义务1.现场验收（简称SAT）的前期工作应符合下列要求：a.设备开箱检查：哥设备和部件的规格和数量应符合装箱单，运输过程中应无损坏b.设备安装检查和通电：设备安装，电源系统，接地系统应符合要求，且全部准确无误（第一次应由人员确认）c.配合施工单位检查DCS现场接线工作，确保输入信号输出信号，信号转换，地址分配等准确无误d.装载软件，装载组态数据，操作站，控制站，工程师站应正常运行e.启动系统的硬件测试功能（制造厂提供），所有硬件100%应正常2.现场调试和验收工作应以最终用户为主，设计人员参加，制造厂负责技术指导3.系统测试，现场验收应符合下列要求：a.系统测试，现场验收程序，由DCS制造厂提供，经用户认可b.系统测试，现场验收应包括审阅DCS工厂验收结果，现场调试记录，系统功能测试，现场信号处理精度测 试（100%）系统冗余功能测试，测试DCS与其它系统或仪表（如：PLC）的通信，连续正常运行72小时4.作出最终测试验收结论并正式签字1.DCS中央控制室的设计要求应符合《石油化工控制室和自动分析室设计规范》SH3006-19982.DCS的供电设计应符合《石油化工仪表供电设计规范》SH3082-19973.DCS的信号线等现场的配线应符合《石油化工仪表配管配线设计规范》SH3019-19974.DCS接地设计应符合《石油化工仪表接地设计规范》SH3081-1997DCS通信网络负荷最大应小于40%8bit=1B1024B=1K1024K=1M1M=（1024*1024）位 = 1048576（B）数字量：1bit/s + 地址码 +功能码 + 校验码 = 最大为 4byte/s 模拟量：4byte/s + 地址码 +功能码 + 校验码 = 最大为 6byte/s100% * （X / 10(Mb/S)）= 40% X = 4M《分散型控制系统工程设计规范》 SH/T20573-2012主编单位：中国成达工程有限公司发布时间：2012-05-24 实施时间：2012-11-011.应根据基础工程设计阶段发表的PID，统计DCS初步I/O点数，控制回路数量，确定DCS初步硬件和软件配置2.应完成初版DCS技术规格书，进行DCS初步询价3.应向外专业提出的初步条件包括：布置，建筑，结构，电气，电讯，暖通，概算等专业条件1.编制DCS技术规格书a.应根据详细工程设计阶段发表的PID，完成DCS技术规格书b.应将DCS技术规格书提交给买方，供其开展DCS采购工作2.设计任务，DCS工程设计阶段应按需要完成的图纸有：a.接线端子图b.DCS监控数据表c.DCS I/O表d.顺序控制图e.时序控制图f.连锁逻辑图g.复杂控制回路图h.回路图i.控制室平面布置图j.控制室仪表桥架布置图 k.辅助操作台布置图 l.供电系统图 m.接地系统图 n.系统配置图 o.管道与仪表流程图（P&ID）3.工程设计阶段应向外专业提出的条件包括：布置，建筑，结构，电气，电讯，暖通等专业的设计条件试及修改）批量控制等的组态1.基本技术要求：a.分散型：DCS应通过对硬件单元分散配置实现系统功能分散，实现系统功能分散，运行危险分散b.冗余性：应通过对关键单元部件冗余配置，实现提高系统运行可靠性的要求c.开放性：DCS应具有开放性的网络结构支持OPC开放标准d.先进性：DCS应具有先进的硬件及软件环境，能满足运行用户的先进控制与实时过程优化软件的要求e.拓展性：应以DCS为基础，利用其开放新，可扩展性，可集成性构建企业信息系统f:可靠性：应确保DCS硬件坚固耐用，软件成熟安全保证系统平均故障间隔时间，平均修复时间，硬件2.应用要求：a.DCS执行生产过程监控职能应满足：a1.对生产过程的操作参数实施集中显示，自动控制，远程操作，信息管理a2.对顺控生产过程实施步进式或条件式，或步进式+条件式控制b.DCS与SIS联用宜采用下列职责分工与连接方式：b1.DCS负责工艺参数监控与非安全性工艺连锁职能，SIS负责生产安全连锁职能b2.DCS采用硬接线方式向SIS传递安全数据b3.DCS采用约定的通信协议与SIS实现通信c.DCS与上位机联用应满足：c1.DCS挂接先进控制计算机，实施生产过程先进控制c2.DCS挂接工厂信息管理计算机，实施企业信息化管理d.DCS应能采用通信方式与下列监控装置联用：d1.DCS与辅助生产装置，成套单元，其它生产装置的DCS，PLC,FCS,CCS等联用d2.DCS与AMS（设备管理系统）联用d3.DCS与GDS（可燃/有毒气体检测系统）联用d4.DCS可与电气检测系统联用3.DCS，SIS，GDS 一体化应用4.综合管控自动化（CIMS）5.硬件配置要求：a.DCS的分级体系结构可由过程控制，监控，管理三级构成：a1.过程控制级：配置为直接与检测仪表和执行器相连的各种过程控制站，如：I/O单元 数据采集 单元，控制单元a2.监控级：配置操作员站，工程师操作站a3.管理级：配置与企业管理计算机相连所需的设备b.与其它控制装置联用的配置：b1.当DCS与上位机联用时可配备网络互联部件，如：网卡，集线器，交换机b2.当DCS与其它数控装置联用时宜配置通信接口装置，如：RS-232C RS422 RS485c.与信息管理网络的连接配备：DCS与信息化管理网络连接可配备网际互联部件，如：中继器，网桥，路由器，网关d.辅助机柜配置：根据工程项目的需要可配置安全栅/隔离栅/继电器柜或中间端子柜1.网络通信速度：过程控制级至少为10Mb/s，监控级与管理级至少为100Mb/s2.DCS通信系统最大负荷应小于40%3.DCS局域通信网络及其各级通信子网应冗余配置4.所有DCS操作员站，工程师站，控制站应分别通过冗余容错通信接口连接在工业以太网上5.DCS通信网络应采用安全网间连接器（网关）或安全网间连接起+防火墙与更高级别控制和监控网络连接6.DCS通信网络应具有与现场智能无线仪表，智能无线网关，无线网络实现连接使用的功能7.DCS在通信网络设计，设备选型，软件配置时要采取有效措施加强通信网络安全性8.DCS若采用C/S结构，应至少配置两对冗余服务器，且服务器必须与工程师操作站相对独立，服务器不得兼作工程师站9.如有网络服务器设备，硬盘应1：1冗余配置10.网络应用服务器采用双网卡配置，可通过交换机与全厂ERP网络相连11.接在局域通信网络或工程师站上的工厂接口网络，所接的网络服务器应能读取DCS中的数据12.DCS系统宜包含一套装置时钟同步系统，以具有接收全球定位系统（GPS）的时钟信号能力13.DCS与其它控制系统通信宜采用的通信协议：a.TCP/IPb.OPCc.HARTd.MODBUSe.PROFIBUS-DPf.FF14.DCS与其它控制装置通信宜使用的接口装置：a.RS-232C 抗干扰性能差，转送距离短b.RS-422 抗干扰性能好，转送距离长c.RS-485 抗干扰性能好，转送距离长，可在恶劣环境下通信将维护诊断的功能放在验收部分完成1.操作站应由主机，显示器，操作员键盘等构成2.操作员站配置应符合：a.按操作区域配置操作员站b.对重要的工段或关键设备配置专用操作站c.根据安全连锁系统配置操作员站4.操作站配置的数量应符合： a.50控制回路以下可配置2台 b.50-100控制回路可配置2-3台c.100-150控制回路可配置3-4台d.150-250控制回里可配置4-7台e.250控制回路以上可根据需要配置操作员站的配置还要考虑工程项目操作员站集中于分散布置因素，当分散布置操作员站时，配备数量要 适当增加5.操作员站还应考虑与之相连的外围设备，如：打印机，拷贝机6.操作站的报表打印机与报警打印机应单独设置7.为满足监控系统和安全连锁系统的操作需要，应考虑设置辅助操作台，在辅助操作台上可安装硬手动开 关和信号灯8.操作员站的硬件规格应为32位总线，32位或64位CPU9.操作员站主机宜使近二三年投放市场的高性能计算机，操作系统应是通用性的10.操作员站硬件软件应具有高性能可靠性和容错性，软件应有能从错误中迅速恢复的功能，操作员站应 互为冗余11.操作员站的外设及接口应是通用可互换的12.操作员站应有不同的操作权限13.操作员站的彩色液晶显示器尺寸应大于47cm，分辨率应至少1640*1280，像素至少256种1.控制站应具有实现各类物理信号的输入输出及连续控制功能，且应配建相应的功能模块，如：a.输入指示类b.调节器类c.手操器类d.信号限幅类e.数值计算类f.模拟计算类g.事件函数类 h.开关类 i.设定类 j.报警信号类2.控制站应具有实现批量控制，顺序控制，逻辑控制等功能，且应配建相应功能块3.控制站个单元功能卡件一般可包括控制卡件，I/O卡件，辅助卡件，通信接口，以及安装各种卡的卡件 箱和总线地板4.距离较远的监控区域，提供远程I/O控制站5.开关量接口容量不能满足负载的要求或开关量隔离时，应配置继电器6.应提供4-20mA开路和短路信号以及信号超出范围的坏点检测功能，此功能应在每次扫描过程中完成7.所有I/O卡件都应有标明I/O状态的LED指示灯，如卡件的电源显示等8.所有输入卡件都应有防抖动滤波处理功能9.DCS卡件应有过压过流保护措施10.当配置AMS系统时宜采用具有HART协议通信功能的I/O卡件，或其他类似功能的卡件11.模拟量入输入信号的精度应为：±0.1%FS12.模拟量出信号的精度应为：±0.1%FS13.控制单元微处理器内存不得小于16M的32位14.控制系统应具有PID参数的自整定功能15.控制器的数据采集扫描周期最长不应大于1S16.重点检测冗余卡应冗余配置17.各类控制点检测点的备用点数为实际设计点数的10%-15%18.输入输出卡件插槽的备用空间为10%-15%19.控制单元最大负荷应小于60%1.工程师站应能完成程序开发，系统诊断，系统维护，系统扩展2.工程师站在安装完软件后可以作为操作员站使用3.工程师站可由主机，显示器，工程师键盘，打印机组成4.工程师站硬件规格应为32位总线 32位或64位CPU5.可进行在线/离线生成应用程序6.可对网络上运行的所有组件及线路进行诊断和测试7.在线操作时能从网络上获得实时数据，能进行系统修改8.工程师站应配备通用的高级语言，数据库管理系统，电子表格，网络管理等应用软件，及工具软件9.工程师站应设置密码保护10.组态软件的用户界面友好，操作方便1.软件组态文件是DCS软件组态的依据，应由DCS供方编制完成2.组态文件应满足项目自控工程设计文件所有监控要求3.DCS卖方应配备如下系统软件：a.过程控制和检测软件 过程控制和检测软件的容量应按设备的最大配置配备b.操作系统及工具软件 供方应配备全套的操作系统软件，工具软件及软件许可证，必须配备与第三方设备进行OPC通信的通信软件及相关组态软件c.工程组态软件 供方应提供系统离线的数据库组态仿真软件和软件所需的硬件设备d.显示画面软件 显示画面软件至少包括总貌，流程图，分组，时序，趋势，报警，报表，操作记录操作指导，系统自诊断等画面软件e.生产报表软件f.长趋势记录软件，组态软件，及升级服务组态环境3.组态文件至少要包括：a.控制流程图b.控制回路文件，检测点文件c.生产数据报表d.设备管理软件组态文件e.数据通信文件f.组态文件编制应采用DCS制造厂的有关标准，资料或编制工具4.软件组态通常是在装有组态软件的工程师站上完成5.DCS卖方应向DCS买方提供标准软件组态工具6.软件组态需要完成的任务包括：a.硬件搭建通道分配b.过程点组态c.顺序，时序，逻辑，批量及复杂控制组态d.流程图组态e.操作和记录分组f.报警分组和分级g.生成报表h.数据库i.通讯程序 j.外围设备接口现场验收测试以卖方为主，工厂验收以买房为主1.工厂验收工作应包括对所有可联网并已装在软件的设备进行适当的运行，采用仿真机，构成DCS所有输入信号，完成一个完整的闭环实验2.硬件工厂验收测试宜包括：a.系统卡件，接线及附件的完整性b.回路的正确配置c.卡件说明和卖方的一致性d.在某一卡件失效情况下，冗余设备的正确切换，如：CPU,供电系统，通信电缆等3.软件工厂验收宜包括：a.通过仿真模拟确认I.O信号的配置及组态正确性b.时序和其他特殊回路的组态c.流程图画面d.分组及趋势画面抽样检测放到控制站的工作里面了现场验收（简称SAT）1.准备工作：DCS现场安装完成后，在设备通电前经卖方确认所有设备安装，现场接线，电源连接等无误情况下，系统才可以受电等准确无误2.现场验收的主要内容：a.采用实际的输入，输出信号进行实验b.启动系统并校验所有系统部件，对系统进行联调与试运行c.在系统正常的情况下连续运行72小时通电检验d.在线投运后，全面考核系统运行情况，确认系统是否能满足订货合同所有技术要求现场信号处理精度测。